Разработан метод измерения скорости расширения Вселенной
Ученый из Лейденского института физики (Нидерланды) Дэвид Харви разработал новую методику измерения скорости расширения Вселенной, используя свойства искривления света галактик, описанные Эйнштейном.
Человечество уже почти сто лет знает о расширении Вселенной. Астрономы отметили, что свет от далеких галактик имеет меньшую длину волны, чем у более близких, что означает, что эти далекие галактики удаляются.
Эту скорость расширения, описываемую постоянной Хаббла, можно измерить. Некоторые сверхновые или взрывающиеся звезды обладают хорошо известной яркостью; это позволяет оценить их расстояние от Земли и связать это расстояние с их красным смещением. На каждый мегапарсек расстояния (парсек составляет 3,3 светового года) скорость, с которой галактики удаляются от нас, увеличивается на 73 километра в секунду.
Однако измерения космического микроволнового фона дали другую постоянную Хаббла: около 67 км/с.
«Вот почему, — объяснил лейденский физик Дэвид Харви, — я предложил третий метод измерения, независимый от двух других: гравитационные линзы». Исследование опубликовано в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, коротко о нем рассказывает Phys.org.
Общая теория относительности Альберта Эйнштейна предсказывает, что концентрация массы, такая как галактика, может искривлять путь света, как линза. Когда галактика находится перед ярким источником света, свет изгибается вокруг нее и может достигать Земли разными маршрутами, давая два, а иногда даже четыре изображения одного и того же источника.
В 1964 году норвежскоий астрофизик Сьюр Рефсдал обнаружил, что когда линзирующая галактика немного смещена от центра, один маршрут длиннее другого. Это означает, что свет проходит по этому пути дольше. Таким образом, изменение яркости квазара будет видно на одном изображении перед другим. Разница может составлять дни, недели или месяцы. Рефсдал показал, что эта разница во времени также может быть использована для определения расстояний до квазара и линзы. Сравнение их с красным смещением квазаров дает независимое измерение постоянной Хаббла.
Однако масса галактики переднего плана также оказывает эффект задержки, который необходимо учитывать. Харви разработал метод расчета этого эффекта для количества гравитационных линз до тысячи.
«В этом случае индивидуальные особенности гравитационных линз не так важны, и вам не нужно проводить моделирование для всех линз. Вам просто нужно убедиться, что вы учитываете все имеющиеся линзы», — сказал Харви.
При таком подходе ошибка в вычислении постоянной Хаббла составляет 2% для тысячи квазаров.
Харви считает, что возможно и более точное моделирование, которое снизит погрешность вычислений ниже 2%.
Фото: Shutterstock
